Свързващи елементи

Съединители за проектиране на печатни платки и промишлено монтиране

Съединителите са свързващи устройства, които обединяват електрически завършвания, за да образуват надеждни вериги, осигуряващи предаване на енергия, сигнали и данни между печатни платки, кабели и електронни компоненти. Тази категория включва съединители за печатни платки и решения за междуплатково свързване за различни проектиране и набавяне – като стандартни съединители с пинове, антивибрационни съединители от вратов тип, U-образни съединители с квадратни отвори, DIP-съединители за монтиране чрез отвори, съединители с извит под прав ъгъл контакт и SMT-повърхностно монтирани съединители. Съединителите от този асортимент са предназначени за инженери и екипи по набавяне, търсещи надеждни компоненти за междуплатково свързване, съответстващи на спецификациите, за промишлени, автомобилни, IoT и потребителски електронни приложения.

Дали определяте конектори за нова индустриална контролна плоча, избирате конектори за автомобилно електронно модулно устройство или набавяте конектори за производствена линия по договор, тази категория обхваща стандартните варианти с разстояние между контакти 2,54 мм, които най-често се изискват в основните работни процеси за монтаж на печатни платки. Конекторите от този диапазон са налични в множество варианти на изолатори и начини на монтиране, за да отговарят на различните процеси за монтаж и изисквания към околната среда.

Основни характеристики на тези конектори за печатни платки

Следните атрибути имат значение при оценка на конекторите от тази категория за конкретно приложение.

• Стандартни конектори с разстояние между контакти 2,54 мм: Всички конектори от този диапазон използват разстояние между контакти 2,54 мм – най-широко поддържаната размерна спецификация за основните процеси на лепене на печатни платки и ръчен монтаж. Тези конектори са съвместими с вече съществуващи разположения на платките без необходимост от промени в тяхното оформление, което ги прави практично решение както за нови проекти, така и за квалификация на алтернативни доставчици.
• Конектори за монтиране чрез отвори и повърхностно монтирани конектори: Асортиментът включва DIP-конектори с чепове за монтиране чрез отвори (through-hole), подходящи за вълново леене и селективно леене, както и SMT-конектори с квадратни отвори, оптимизирани за автоматизирани линии за рефлоу леене. SMT-конекторите подпомагат по-плътни разположения на компонентите по платката и намаляват необходимостта от ръчна сглобка на местата за конекторите.
• Антивибрационни конектори с вратичен тип: Конекторите с вратичен тип са изработени с изолатор от PA6T и изпъкнали структури, които намаляват вероятността от разхлабване на изолатора в среди, изложени на механични вибрации, включително промишлени панели за управление, корпуси на двигателни преобразователи и електроника за монтиране върху превозни средства. Тези конектори са документирани за приложения в електрониката с висока точност и за свързване на промишлени модули за управление.
• Конектори с прав ъгъл: свързващите елементи с навиване под ъгъл от 90 градуса решават проблемите с разположението на печатните платки, когато вертикалните свързващи елементи се сблъскват с ограниченията за височина на корпуса или с необходимото разстояние до съседни компоненти. Свързващите елементи с прав ъгъл са документирани за приложения в потребителска електроника, автомобилна техника и устройства за промишлен контрол, където стесненото пространство изисква ориентация на завършването, различна от вертикалната.
• Свързващи елементи с множество изолационни слоеве: Свързващите елементи от тип „портал“ са налични с еднослойни, двуслойни и трислойни пластмасови изолационни конфигурации. Тези варианти на свързващи елементи осигуряват различни нива на механично задържане и устойчивост към вибрации, адаптирани към разнообразни среди за монтаж на печатни платки и полеви инсталации.
• Свързващи елементи, съответстващи на изискванията на RoHS и UL: Съединителите в тази категория имат декларации за съответствие с RoHS и препратки към UL-сертификати в приложимите варианти. Тези съединители отговарят на изискванията за експортно квалифициране в ЕС, Япония, Северна Америка и други регулирани пазари, където документацията за съответствие е задължително изискване за доставчиците.

Често срещани приложения за тези съединители

За приложения в областта на промишленото управление и автоматизация чрез-отворните DIP-съединители осигуряват стабилни дълготрайни електрически връзки в PLC-входове/изходи, сигнали от сензори и междусвързани модули, инсталирани на място. В среди, изложени на механични вибрации — като корпусите на двигателни преобразуватели и промишлени машини — подходящият вариант за специфициране са вратовидните съединители с изолатори с бутонна структура. Съединителите за такива среди извличат предимство от документирана антивибрационна конструкция, а не само от стандартното задържане на изолатора.

Приложенията в областта на автомобилната електроника изискват съединители, които запазват надеждността на контакта при циклиране на температурата и механично напрежение. Плочките за печатни платки (PCB) от този диапазон имат сертификати за съответствие с RoHS и UL, което представлява минималната документация, обикновено изисквана за съединители в доставачски вериги, свързани с автомобилната индустрия, при влизане на пазарите на ЕС и Северна Америка. Съединителите, предназначени за автомобилни приложения, трябва да бъдат квалифицирани спрямо работната температура и класа на вибрации на целевата система преди включването им в проекта.

Проектирането на хардуер за Интернета на нещата и инженерите по потребителска електроника, работещи с компактни разположения на платки, ще намерят SMT-конекторите подходящи там, където точността на обхвата и съвместимостта с процеса на рефлоу са основните изисквания. За умни домашни устройства, комуникационни модули и промишлени сензорни платки SMT-конекторите поддържат автоматизирани производствени работни процеси, без да се изисква ръчно лепене на позицията на конектора. Конекторите за тези приложения имат предимство от подобрени функции за защита срещу изместване при заключване, описани в вариантите на SMT-квадратни отвори.

В средите за прототипиране и разработка на хардуер чрез-отворните конектори с разстояние 2,54 мм поддържат конфигурациите за свързване на макетни платки и модули, използвани по време на валидиране на платката. Изборът на конектори с еднакъв обхват на етапа на прототипиране намалява усилията за промяна на списъка с материали (BOM) при прехода от прототип към серийно производство, където замяната на конектор след финализиране на разположението на PCB обикновено води до разходи за повторно проектиране, които надвишават спестяванията на единица.

Как да изберете съединители за вашата употреба

Кои съединители са подходящи за даден проект, зависи от три критерия: плътност на разположението на печатната платка (PCB), съвместимост с процеса на монтаж и устойчивост към околната среда. Съединителите, които оптимизират един от тези критерии, не винаги отговарят на останалите, затова изборът изисква явна проверка на ограниченията за употреба преди окончателното оформяне на списъка с материали (BOM).

Честа грешка при специфициране на съединители с разстояние между контактите 2,54 mm е допускането, че посочената площ за монтиране на PCB е взаимозаменяема между различни доставчици. Съединителите от различни източници могат да имат вариации в дължината на контактите и в допуските за преминаване през платката, достатъчни да повлияят на качеството на лепените връзки при първоначалната инспекция на пробния образец. Ако сертифицирате алтернативни съединители за вече съществуващ BOM, поискайте размерни чертежи и проверете геометрията на контактите срещу вашите Gerber файлове, преди да подадете производствена поръчка.

За стандартни приложения с преминаване през отвор в потребителски или индустриални контролни среди квадратните прави вмъквани конектори са документирани като осигуряващи стабилна дългосрочна електрическа връзка и механично закрепване. При производство в големи обеми изборът между стандартните конектори с изолатор и конекторите с антивибрационна порта зависи от механичната среда. Конекторите, при които се наблюдава охлабване на изолатора под въздействието на вибрации по производствената линия, водят до разходи за поправка, които обикновено надвишават многократно разликата в цената на единица между различните типове конектори.

За SMT-линии за сглобяване с процеси за автоматична оптична инспекция потвърдете, че отворите в шаблона за оловно-кафява паста и допустимите отклонения при поставяне съответстват на размерите на контактната площадка на SMT-съединителя преди първото производствено изпълнение. Съединителите с подобрени функции за предотвратяване на изместване – както е документирано за варианта с квадратни отвори за SMT в тази серия – са проектирани така, че да намалят изместването при поставяне по време на рефлоу и да подобряват процентите на успешни резултати при AOI. Това означава практически, че чертежите на контактните площадки и насоките за процеса на рефлоу за SMT-съединители трябва да бъдат получени от доставчика като част от пакета за квалификация.

Защо качеството и съответствието на съединителите имат значение за индустриалните покупатели

Купувачите на промишлена автоматизация постоянно поставят надеждността на съединителите над техните единични цени. Съединителите, които излизат от строя в непрекъснато работеща производствена среда, водят до разходи за просто стояне, които са няколко пъти по-високи от годишната стойност на закупуването им. За мениджърите по набавки, които оценяват доставчиците на PCB-съединители, последователността в размерите от партида към партида, документираните процеси за входящ инспекционен контрол и проследимата документация за съответствие са основните критерии за квалификация на съединителите, предназначени за приложения с висока надеждност.

За продукти, които влизат на пазарите на ЕС и Япония, документацията за съответствие с директивите RoHS и REACH за съединители е задължително прагово изискване. Съединителите от тази категория се подкрепят от декларации за материали, съвместими с RoHS. За купувачите, които управляват процесите за одобряване на списъка с доставчици при производители на крайни изделия (OEM) или електронни производствени услуги (EMS) – клиенти, документацията за съответствие, издадена от доставчика за съединителите, намалява административната тежест при квалификацията на нов източник и подпомага по-бързото интегриране в регулирани вериги за доставки.

Управлението на качеството за PCB-съединители включва документирана входяща инспекция на суровините, междинна проверка на размерите и електрическите параметри, както и изходящи проверки на качеството преди изпращане. При закупуване за серийно производство съгласуваността на силата за съединяване от партида към партида е съществен критерий за входяща инспекция на съединителите – несъгласуваността на тази сила е показател за размерни отклонения, които могат да доведат до непълно поемане на съединителя при автоматизирана сглобка. Ако оценявате съединители за нов проект или квалифицирате алтернативни източници за съединители в съществуващата производствена спецификация (BOM), размерните чертежи и документацията за съответствие са достъпни по искане за официална квалификация.